DE19628897C2 - High-current inductor low profile and methods of making of such an inductor - Google Patents

High-current inductor low profile and methods of making of such an inductor

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Description

Die Erfindung betrifft einen Hochstrom-Induktor (IHLP) mit geringer Bauhöhe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Induktors gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5. The invention relates to a high-current inductor (IHLP) with low height according to the preamble of claim 1 and a method for manufacturing such inductor according to the preamble of the patent claim. 5

Induktoren dieses Typs werden als IHLP bezeichnet, was eine Abkürzung für " I nductor, H igh current, L ow P rofile" ist. Inducers of this type are referred to as IHLP, which is an abbreviation for "I nductor, H igh current, L ow P rofile".

Die meisten induktiven Komponenten aus dem Stand der Technik bestehen aus einem magnetischen Kern, der entweder eine C-Form, eine E-Form, eine torodiale Form oder andere Formen und Zusammensetzungen besitzt. Most inductive components of the prior art consist of a magnetic core which has either a C-shape, an E-shape, a toroidal shape or other shapes and compositions. Spulen aus elektrisch leitfähigem Draht werden anschließend um die Komponenten des magnetischen Kerns gewickelt, um den Induktor zu bilden. Coil of electrically conductive wire are then wrapped around the components of the magnetic core to form the inductor. Diese Typen von Induktoren aus dem Stand der Technik erfordern zahlreiche Einzelteile, einschließlich des Kerns, der Windungen und einigen Bauteilen, um die Einzelteile zusammenzuhalten. These types of inductors from the prior art require numerous items, including the core, turns and some components to hold the items. Weiterhin besitzen diese induktiven Spulen häufig eine sie umschließende Hülle. Furthermore, these inductive coils often have they enclosing envelope. Im Ergebnis weist der Induktor zahlreiche Luft-Zwischenräume auf, die seine Funktionsfähigkeit ungünstig beeinflussen und die eine Optimierung des Induktor-Volumens verhindern. As a result, the inductor has a number of air gaps which adversely affect its ability to function and prevent the optimization of the inductor volume.

Ein Hochstrom-Induktor der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Gattung ist aus der CH-PS-179 582 bekannt. A high-current inductor of the type described in the preamble of claim 1 is known from CH-PS-179 582, respectively. Diese Schrift zeigt eine Hochfrequenz-Entstördrossel, bei der ein Spulenkörper aus pulverförmigen Werkstoffen einstückig oder in mehreren Scheiben hergestellt wird, und auf dem mehrere Windungen aus isoliertem Aluminiumflachdraht aufgewickelt sind. This document shows a high-frequency interference suppression choke, in which a bobbin of pulverulent materials is produced in one piece or in multiple discs, and on which several turns are wound from insulated aluminum flat wire. Durch die Verwendung von bandförmigen Leitern wird eine großvolumige Bauform vermieden und eine größere Induktivität als bei einer Runddrahtspule erzielt. The use of belt-shaped conductors a large-volume design is avoided and a greater inductance than a round wire coil.

Ferner ist aus der DE-GM 13 70 019 ein Spulenkern bekannt, der aus zwei pulverförmigen magnetischen Stoffen besteht. Further, a core is known from DE-GM 13 70 019 which consists of two powdered magnetic substances. Der Spulenkern wird einstückig oder durch Fügung aus zwei Teilstücken unterschiedlichen Werkstoffs hergestellt. The coil core is made in one piece or by joining of two parts of different material. Auch im Falle der einstückigen Herstellung ist der Spulenkern von heterogener Struktur. Also in the case of one-piece manufacture is the spool core of a heterogeneous structure. Insbesondere besteht der von den Spulenwicklungen umgebene Teil aus einem ersten Material, und bestehen die übrigen Teile des Spulenkörpers aus einem zweiten Material. Specifically, there is the space surrounded by the coil windings part of a first material, and constituting the other parts of the coil body of a second material. Außerdem umgibt der Spulenkörper die Drahtspulen nur partiell. In addition, the coil body surrounds the wire coils only partially. Ferner wird die Drahtspule auf den zuvor hergestellten Spulenkern aufgewickelt. Furthermore, the wire coil is wound on the previously prepared core.

Aus der JP 1-266705 A ist eine Spulenanordnung bekannt, die in ein Polymer-Material mit magnetischen Partikeln eingegossen ist. From JP 1-266705 A a coil arrangement is known, which is molded in a polymeric material with magnetic particles.

Die DE-PS 364 451 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Magnetkernen aus Eisenteilchen, bei dem unter hohem Druck fein verteiltes magnetisches Material zu einer Masse geformt wird. The DE-PS 364 451 describes a process for the production of magnetic cores made of iron particles, wherein the high pressure finely divided magnetic material is formed into a mass.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen gattungs gemäßen Hochstrom-Induktor derart weiterzubilden, daß er das beanspruchte Volumen optimal ausnutzt und keine Luft- Zwischenräume aufweist, so daß die Baugröße des Induktors bei vorgegebener Induktivität minimiert werden kann. The object of the invention is to further develop a generic modern high-current inductor such that it makes optimal use of the volume occupied and no air has interstices, so that the size of the inductor can be minimized for a given inductance.

Die Lösung der Aufgabe besteht gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 darin, daß das magnetische Material die eine oder mehreren Drahtspulen vollständig umgibt, das magnetische Material eine Mischung aus einem ersten pulverförmigen Eisen-Material und einem zweiten Eisen-Material aufweist, wobei die beiden Eisen-Materialien unterschiedliche elektrische Eigenschaften besitzen, und die Mischung aus dem ersten und zweiten Eisen-Material um die Drahtspulen herum zusammengepresst ist. The solution of the task according to the characterizing part of claim 1 in that the magnetic material is the one or more wire coils completely surrounding the magnetic material comprises a mixture of a first powdery iron material and a second iron material, wherein the two iron materials have different electrical properties, and the mixture of the first and second iron material is compressed about the wire coils around.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Hochstrom-Induktors liegen insbesondere in der kleinen Bauform, den hervorragenden magnetischen und auch mechanischen Eigenschaften, insbeson dere im Hinblick auf Stabilität und geringe Störstrahlung, sowie auf das kostengünstige Herstellungsverfahren. The advantages of the high-current inductor according to the invention are in particular the small size, the excellent magnetic and mechanical properties, in particular with regard to stability and low EMI, and to the low cost production techniques. Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren ist gekennzeichnet durch den Schritt: Druck-Formen des pulverförmigen magnetischen Materials vollständig um die Spule herum, um den Induktor-Körper zu bilden. The manufacturing method according to the invention is characterized by the step of pressure-molding the powdered magnetic material completely around the coil to form the inductor body.

Der erfindungsgemäße Hochstrom-Induktor weist ein geschlos senes magnetisches System auf, welches die Eigenschaft der Selbst-Schirmung bereitstellt. The high-current inductor according to the invention comprises a senes CLOSED magnetic system which provides the property of self-shielding. Der erfindungsgemäße Hoch strom-Induktor ist kleiner, verursacht weniger Herstellungs kosten und kann mehr Strom aufnehmen als bisherige induktive Spulen. The high-current inductor according to the invention is smaller, causing less manufacturing cost and can hold more power than previous inductive coils. Er benötigt weniger Draht-Windungen der Spule, um die gleiche Induktivität zu erzielen wie größere Induktoren aus dem Stand der Technik und setzt damit den Serienwiderstand des Induktors herab. It requires less wire windings of the coil in order to achieve the same inductance as larger inductors of the prior art and thus reduces the series resistance of the inductor.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. An embodiment of the invention is illustrated in the drawings and will be described in more detail below. Es zeigt: It shows:

Fig. 1 eine bildhafte Darstellung eines Induktors, der gemäß der vorliegenden Erfindung gestaltet wurde und auf einer Platine aufgebaut ist; Figure 1 is a pictorial representation of an inductor, which was designed according to the present invention, and is built on a circuit board.

Fig. 2 eine bildhafte Darstellung der Spule des Induktors und des Anschluß-Rahmens, der an die Spule angebracht wird, vor dem Verpreß-Vorgang; Figure 2 is a pictorial representation of the coil of the inductor, and which is attached to the coil of the connecting frame, in front of the procedure of crimping.

Fig. 3 eine bildhafte Darstellung des Induktors der vorliegenden Erfindung, nachdem der Verpreß-Vorgang abgeschlossen ist, aber bevor der Anschluß-Rahmen von den Anschlüssen getrennt ist; Figure 3 is a pictorial representation of the inductor of the present invention, after the procedure of crimping is completed, but before the connection frame is separated from the terminals.

Fig. 4 ein Fluß-Diagramm, welches das Verfahren zur Herstellung des Induktors der vorliegenden Erfindung zeigt; Fig. 4 is a flow diagram showing the method for manufacturing the inductor of the present invention;

Fig. 5a ein Schnitt-Bild des Anschluß-Rahmens und der Spule, eingebaut in eine Presse; FIG. 5a is a cross-sectional image of the connecting frame and the spool, installed in a press;

Fig. 5b eine Grundriß-Ansicht der Fig. 5a; FIG. 5b is a plan view of Fig. 5a;

Fig. 5c eine ähnliche Ansicht wie Fig. 5a, wobei das Pulver dargestellt ist, wie es den Anschluß- Rahmen und die Spule umgibt, bevor der Druck beaufschlagt wird; Fig. 5c is a view similar to Figure 5a, wherein the powder is shown as surrounding the Connection frame and the spool before the pressure is applied.

Fig. 5d eine ähnliche Ansicht wie Fig. 5a, wobei dargestellt ist, wie der Druck beaufschlagt wird auf die Spule, den Anschluß-Rahmen und das Pulver; Fig. 5d is a view similar to FIG 5a, which shows how the pressure is applied to the coil, the connector frame and the powder.

Fig. 5e eine ähnliche Ansicht wie Fig. 5a, wobei das Auswerfen des Anschluß-Rahmens und des verpreßten Induktors aus der Form dargestellt ist; Fig. 5e is a view similar to Figure 5a, wherein the ejection of the connecting frame, and of the compressed inductor is shown from the mold.

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer modifizierten Form des Induktors, bei der eine Draht-Spule mit einem runden Querschnitt eingesetzt wird; Figure 6 is a perspective view of a modified form in which a wire coil is used with a round cross section of the inductor. und and

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht der auseinandergezeichneten Teile Anschluß-Rahmen und Spule des in der Fig. 6 dargestellten Bauelementes, vor der Montage. Fig. 7 is a perspective view of the parts drawn apart terminal-frame and coil of the device shown in Fig. 6, prior to assembly.

In den Zeichnungen ist global mit dem Bezugszeichen 10 der Hochstrom-Induktor mit geringer Bauhöhe (IHLP) gemäß der Erfindung bezeichnet. In the drawings, globally by the reference numeral 10, the high-current, low profile inductor (IHLP) according to the invention is indicated. Der IHLP 10 ist in der Fig. 1 auf einer Platine oder Leiterplatte 12 aufgebaut dargestellt. The IHLP 10 is shown configured in Fig. 1 on a circuit board or printed circuit board 12. Der IHLP 10 umfaßt einen Induktor-Körper 14 , der einen ersten Anschluß 16 und einen zweiten Anschluß 18 aufweist, die sich nach außen hin erstrecken. The IHLP 10 includes an inductor body 14 having a first terminal 16 and a second terminal 18, which extend to the outside. Die Anschlüsse 16 und 18 sind gebogen, werden unter der Unterseite des Induktor- Körpers 14 geführt und sind jeweils mit einer ersten Anschlußfläche 20 und mit einer zweiten Anschlußfläche 22 verlötet dargestellt. The terminals 16 and 18 are bent body 14 are guided under the underside of the inductor and are shown soldered respectively with a first pad 20 and a second pad 22nd

Die Fig. 2 zeigt die Gestaltung des Induktors 10 durch die Bildung der Draht-Spule 24 aus einem Flachdraht, der einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist. Fig. 2 shows the configuration of the inductor 10 by the formation of the wire coil 24 of a flat wire having a rectangular cross-section. Ein Beispiel eines bevorzugten Drahtmaterials für die Spule 24 ist ein elektrisch isolierter Kupfer-Flachdraht, wie er beispielsweise von der Firma HP Reid Company Inc. in 1 Commerce Boulevard, PO Box 352 440, Palm Coast, Florida 32135, USA, hergestellt wird, wobei der Draht aus OFHC-Kupfer mit der Kenn-Nr. An example of a preferred wire material for the coil 24 is an electrically insulated copper flat wire as it is produced, for example, by the company HP Reid Company Inc. in 1 Commerce Boulevard, PO Box 352440, Palm Coast, Florida 32135, USA, with the wire from OFHC copper with the identification no. 102 und einer Reinheit von 99, 95% hergestellt ist. 102 and a purity of 99, 95% is produced. Der Draht ist mit einem Polyimid-Isolationsmaterial, Klasse 220, beschichtet. The wire is coated with a polyimide insulating material, class 220. Eine haftfähige Epoxid-Klebstoff- Beschichtung ist über der Isolierung als weitere Beschichtung aufgebracht. An adhesive epoxy adhesive coating is applied as a further coating over the insulation. Der Draht wird in eine spiralförmige Spulenform gebracht, und der Epoxid-Klebstoff wird aktiviert, indem Aceton auf die Spüle aufgetropft wird. The wire is brought into a spiral coil shape, and the epoxy adhesive is activated by acetone is dripped onto the sink. Die Aktivierung des Epoxids kann ebenso durch Erwärmung der Spule erfolgen. The activation of the epoxide can also be done by heating the coil. Die Aktivierung des Haftmittels hat zur Folge, daß die Spule in ihrer spriralförmigen Konfiguration verbleibt, ohne Lockerung oder gar Ent-Wicklung der Windungen. The activation of the adhesive with the result that the coil remains in its spriralförmigen configuration without loosening or even un-winding of the turns.

Die Spule 24 besitzt eine Vielzahl von Windungen 30 sowie ein inneres Ende 26 und ein äußeres Ende 28 . The coil 24 has a plurality of turns 30 and an inner end 26 and an outer end 28th

Ein Anschluß-Rahmen 32 aus Phosphor-Bronze, Legierungstyp 510, der auf einer Seite gehärtet ist, besitzt einen ersten Anschluß 16 , der ein Ende 34 hat, welches mit dem inneren Ende 26 der Spule 24 verbunden beziehungsweise verschweißt ist. A connecting frame 32 made of phosphor-bronze, alloy type 510, which is cured on one side, has a first terminal 16, which has an end 34 which is connected to the inner end 26 of the coil 24 and welded. Der Anschluß-Rahmen 32 besitzt weiterhin einen zweiten Anschluß 18 , der ein Ende 38 hat, welches mit dem äußeren Ende 28 der Spule 24 verbunden beziehungsweise verschweißt ist. The connecting frame 32 further has a second terminal 18 has an end 38 which is connected to the outer end 28 of the coil 24 and welded. Die Anschlüsse 16 und 18 weisen freie Enden 36 und 40 auf, welche in der Fig. 2 mit dem Anschluß- Rahmen 32 verbunden dargestellt sind. The terminals 16 and 18 have free ends 36 and 40 which are shown connected in FIG. 2 for connection with the frame 32. Die Verschweißungen der Enden 34 , 38 mit dem inneren Ende 26 und dem äußeren Ende 28 der Spule 24 werden vorzugsweise durch Widerstands- Schweißen oder Löten hergestellt. The welds of the ends 34, 38 to the inner end 26 and outer end 28 of the coil 24 are preferably made by resistance welding or soldering.

Die Fig. 5a und 5b zeigen eine Druck-Form-Maschine 68 , die eine Tiegelplatte 71 mit einem T-förmigen Anschluß- Rahmen-Halter 70 in Verbindung mit einem rechteckförmigen Gesenk 72 aufweist. FIGS. 5a and 5b show a compression-molding machine 68, having a crucible plate 71 with a T-shaped for connection frame holder 70 in conjunction with a rectangular die 72nd Die Tiegelplatte 71 ist beweglich montiert, derart, daß sie vertikale Gleit-Bewegungen auf den Gleitpfosten 74 ausführen kann, und ist durch die Federn 76 federnd auf diesen Gleitpfosten 74 montiert. The crucible plate 71 is movably mounted such that it can perform vertical sliding movements on the sliding post 74, and is mounted by the springs 76 resiliently supported on this sliding post 74th Eine Grundplatte 78 weist einen stationären Dorn 80 auf, der, wie in der Fig. 5a dargestellt, nach oben in das rechteckförmige Gesenk 72 projiziert. A base plate 78 has a stationary mandrel 80 which, as shown in Fig. 5a, projected upward into the rectangular die 72nd

Der Anschluß-Rahmen und die Spulenanordnung aus der Fig. 2 werden in dem T-förmigen Anschluß-Rahmen-Halter 70 plaziert, wie in den Fig. 5a und 5b dargestellt. The connection frame and the coil arrangement of Fig. 2 are placed in the T-shaped connecting frame holder 70, 5a and 5b as shown in FIGS.. In dieser Position befindet sich die Spule etwas oberhalb des oberen Endes des stationären Dorns 80 . In this position, the coil is located slightly above the upper end of the stationary mandrel 80th

In der Fig. 5c ist ein pulverförmiges Verpreß-Material 82 in das Gesenk 72 geschüttet worden, derart, daß es die Spule 24 vollständig umgibt. In FIG. 5c is a powdery material of crimping has been poured into the die 72 82 such that it completely surrounds the coil 24. Die Anschlüsse 16 , 18 erstrecken sich aus dem pulverförmigen Material 82 heraus, wo sie mit dem Anschluß-Rahmen 32 verbunden sind. The terminals 16, 18 extend out from the powdery material 82 where they are connected to the terminal frame 32nd

Das magnetische Verpreß-Material beinhaltet ein erstes pulverförmiges Eisen, ein zweites pulverförmiges Eisen, ein Füllmaterial, ein Harz und ein Gleit- oder Schmiermittel. The magnetic material of crimping includes a first iron powder, a second powdered iron, a filler, a resin and a lubricant or lubricants. Die ersten und zweiten pulverförmigen Eisenmaterialien haben unterschiedliche elektrische Charakteristiken, die es dem Bauelement ermöglichen, eine hohe Induktivität und dennoch geringe Kernverluste aufzuweisen, und damit die Leistungsfähigkeit zu maximieren. The first and second powdered iron materials have different electrical characteristics, which enable the device to have high inductance and yet low core losses, and thus to maximize the efficiency. Beispiele von bevorzugten pulverförmigen Eisenmaterialien, die in dieser Mischung verwendet werden können, sind folgende: Ein pulverförmiges Eisen, hergestellt von der Firma Hoeganaes Company, River Road and Taylors Lane, Riverton, New Jersey, USA, unter der Handelsbezeichnung "Ancorsteel 1000C". Examples of preferred powdered iron materials that can be used in this blend are as follows: A powdered iron, produced by the company Hoeganaes Company, River Road and Taylors Lane, Riverton, New Jersey, USA, under the trade name "Ancorsteel 1000C". Dieses 1000C-Material wird isolierend mit 0,48% Massenanteil 75%iger H 3 PO 4 . This material is insulating 1000C with 0.48% by weight of 75% H 3 PO 4. Das zweite pulverförmige Material wird von der Firma BASF Corporation, 100 Cherryhill Road, Parsippany, New Jersey, USA, unter der Handelsbezeichnung "Carbonyl Iron, Grade SQ" hergestellt. The second powdered material is manufactured by BASF Corporation, 100 Cherry Hill Road, Parsippany, New Jersey, USA, under the trade name "carbonyl iron, Grade SQ". Dieses SQ-Material wird isolierend mit 0,875% Massenanteil 75%iger H 3 PO 4 . This SQ material is insulated with 0.875% mass fraction of 75% H 3 PO 4.

Das pulverförmige magnetische Material beinhaltet weiterhin einen Füllstoff, und der bevorzugte Füllstoff wird von der Firma Cyprus Industrial Minerals Company, Box 3299, Ingelwood, California 80155, USA unter der Handelsbezeichnung "Snowflake PE" hergestellt. The powdered magnetic material further includes a filler, and the preferred filler is produced by Cyprus Industrial Minerals Company, Box 3299, Ingelwood, California 80155, USA under the trade name "Snowflake PE". Dabei handelt es sich um ein Calziumcarbonat-Pulver. It is a calcium carbonate powder.

Ein Polyester-Harz wird der Mischung ebenfalls beigesetzt, und das für diesen Zweck bevorzugte Harz wird von der Firma Morton International, PO Box 15240, Reading, Pennsylvania, USA, unter der Handelsbezeichnung "Corvel Flat Black, Number 21-7001" hergestellt. A polyester resin is the mixture also buried, and the preferred for this purpose resin is manufactured by Morton International, PO Box 15240, Reading, Pennsylvania, USA, under the trade name "Corvel Flat Black, Number 21-7001".

Weiterhin wird ein Gleitmittel der Mischung zugegeben. Further, a lubricant the mixture is added. Das Gleitmittel ist ein Zink-Stearat, das von der Firma Witco Corporation, Box 45296, Huston, Texas, USA, unter der Produktbezeichnung "Lubrazinc W." The lubricant is a zinc stearate, from Witco Corporation, Box 45296, Houston, Texas, USA, under the product name "Lubrazinc W." hergestellt wird. will be produced.

Verschiedene Kombinationen der oben genannten Bestandteile können gemischt werden, aber die bevorzugte Mischung ist wie folgt: Various combinations of the above ingredients may be mixed, but the preferred mixture is as follows:

1000 Gramm vom ersten pulverförmigen Eisen, 1000 grams of the first powdered iron,
1000 Gramm vom zweiten pulverförmigen Eisen, 1000 grams of the second powdered iron,
36 Gramm vom Füllmaterial, 36 grams of the filling material,
74 Gramm vom Harz, und 74 grams of resin, and
0,3 Gew.-% vom Gleitmittel. 0.3 wt .-% of the lubricant.

Die oben genannten Materialien (ausgenommen das Gleitmittel) werden zusammengemischt und anschließend wird Aceton hinzugefügt, um das Material zu einer schlammartigen Konsistenz zu befeuchten. The above materials (other than the lubricant) are mixed together and then acetone is added to moisten the material to a mud-like consistency. Das Material läßt man anschließend trocknen und filtert eine Partikelgröße entsprechend einer Maschenweite von 1/50 cm = 0,2 mm heraus. The material is then allowed to dry and filter out a particle size corresponding to a mesh size of 1/50 cm = 0.2 mm. Anschließend wird das Gleitmittel zugegeben, um das Material 82 zu vervollständigen. Subsequently, the lubricant is added in order to complete the material 82nd Das Material 82 wird dann zum Gesenk 72 hinzugefügt, wie in der Fig. 5c dargestellt. The material 82 is then added to the die 72, 5c as shown in Fig..

Der nächste Schritt im Verfahren beinhaltet die Abwärtsbewegung eines beweglichen Preßstempels 87 auf einen abnehmbaren Dorn 84 , derart, daß der Dorn 84 in das Gesenk 72 eingetrieben wird. The next step in the process involves the downward movement of a movable press ram 87 on a removable mandrel 84, in such a manner that the mandrel is driven into the die 72 84th Die durch den abnehmbaren Dorn 84 ausgeübte Kraft sollte ungefähr 232,5 × 10 6 Pa bis 310 × 10 6 Pa. The force exerted by the removable mandrel 84 should be about 232.5 x 10 6 Pa to 310 x 10 6 Pa. Dadurch wird das pulverförmige Material 82 zusammengedrückt und legt sich eng und vollständig um die Spule herum an und bildet damit den Induktor-Körper 14 , wie in der Fig. 1 und der Fig. 5e dargestellt. Characterized the powder material 82 is compressed and fits tightly and completely around the coil, and thus forms the inductor body 14, as shown in FIG. 1 and FIG. 5E.

In der Fig. 5e ist dargestellt, wie ein Auswurf-Stempel 86 auf die Tiegelplatte 71 abgesenkt wird, um die Tiegelplatte 71 abwärts zu bewegen, entgegen der Vorspannung der Federn 76 . In FIG. 5e shows how an ejection punch is lowered onto the plate 71 crucible 86, to move the crucible plate 71 downwardly against the bias of springs 76. Dadurch wird der stationäre Dorn 80 veranlaßt, die verpreßte und geformte Anordnung aus dem Gesenk 72 auszuwerfen. Thereby, the stationary mandrel 80 is caused to eject the pressed and molded assembly from the die 72nd In diesem Stadium der Herstellung hat die verpreßte Anordnung die Form, wie sie in der Fig. 3 dargestellt ist. At this stage of manufacturing the pressed arrangement has the shape as shown in FIG. 3. Die geformten Anordnungen werden anschließend bei einer Temperatur von ungefähr 163°C für eine Stunde und fünfundvierzig Minuten ausgeheizt, um das Polyester-Harz auszuhärten. The molded assemblies are then baked at a temperature of about 163 ° C for one hour and forty-five minutes to cure the polyester resin.

Der nächste Schritt im Herslellungs-Verfahren ist die Trennung des Anschluß-Rahmens 32 von den Anschlüssen 16 , 18 entlang der Schnittlinien 42 , 44 . The next step in Herslellungs method is the separation of the lead-frame 32 of the terminals 16, 18 along the cut lines 42, 44th Die Anschlüsse 16 , 18 werden dann nach unten und nach innen gebogen und, dadurch gegen die Unterseite des Induktor-Körpers 14 gedrückt. The terminals 16, 18 are then bent downwardly and inwardly and thereby pressed against the bottom of the inductor body fourteenth

Die verschiedenen Schritte zur Bildung des Induktors sind im Blockdiagramm in der Fig. 4 dargestellt. The various steps in the formation of the inductor are shown in block diagram in Fig. 4. Am Anfang wird eines der Drahtenden 26 , 28 mit dem zugehörigen Ende 34 , 38 der Anschlüsse 16 , 18 verschweißt, wie im Block 45 dargestellt. At the beginning of the wire ends 26, 28 are welded to the associated end 34, 38 of the terminals 16, 18, as shown in block 45 is illustrated. Als nächstes wird die Spule in Form einer Spirale gewickelt, wie im Block 46 dargestellt. Next, the coil is wound in a spiral form, as shown in block 46th Der Block 50 stellt den Schritt des Schweißens des anderen Endes 26 , 28 an den zugehörigen Anschluß 16 , 18 dar. Der Spulendraht weist eine Epoxid-Verbindungsmittel-Beschichtung auf, wie oben beschrieben. Block 50 represents the step of welding the other end 26, 28 to the associated terminal 16, 18. The coil wire has an epoxy bonding agent coating, as described above. Der Verbindungsschritt 49 wird durch Anwendung von Aceton 48 oder von Wärme ausgeführt, damit das Verbindungsmittel die einzelnen Windungen 30 der Spule 24 miteinander verbindet oder verfestigt. The bonding step 49 is performed by use of acetone or 48 of heat, so that the connecting means connecting the individual turns 30 of the coil 24 with each other or solidified.

Als nächstes wird im Schritt 52 das pulverförmige magnetische Material durch das Zusammenfügen der Bestandteile 54 , 56 , 58 , 60 und 62 zusammengemischt. Next, in step 52, the powdery magnetic material is mixed together by the joining of the components 54, 56, 58, 60 and 62nd

Der Druck-Form-Schritt 64 beinhaltet die Anwendung von Druck wie in den Fig. 5a bis 5e dargestellt. The pressure-molding step 64 includes the application of pressure as shown in FIGS. 5a to 5e. Die Teile werden anschließend erwärmt, um das Harz zu trocknen, wie in der Box 65 dargestellt. The parts are then heated to dry the resin, as shown in the box 65th

Nach Abschluß des Trocknens wird im Biege- und Schneideschritt 66 abschließend der Anschluß-Rahmen 24 abgeschnitten und die Anschlüsse 16 , 18 werden gegen die Unterseite des Induktor-Körpers 14 zusammengefaltet. After completion of the drying of the terminal frame 24 is cut off in the bending and cutting step 66 finally, and the terminals 16, 18 are folded against the underside of the inductor body fourteenth

Im Vergleich mit anderen induktiven Komponenten weist der IHLP-Induktor der vorliegenden Erfindung mehrere einzigartige Eigenschaften auf. In comparison with other inductive components, the IHLP inductor of the present invention has several unique properties. Leitfähige Wicklung, Anschluß-Rahmen, magnetisches Kernmaterial und schützende und schirmende Umhüllung werden als ein einziger, integraler Körper geformt, der über Anschlußleitungen verfügt, die für die Oberflächen-Montage geeignet sind. Conductive winding, connection frame, magnetic core material, and protective and end of the shield sheath are formed as a single, integral body that has leads that are suitable for surface mounting. Die Konstruktion erlaubt eine maximale Raumausnutzung und ist magnetisch selbst-schirmend. The design allows for maximum use of space and is magnetically self-protectively.

Die einheitliche Konstruktion eliminiert das Erfordernis nach zwei Kernhälften, wie dies bei früheren E-förmigen Kernen oder anderen Kern-Formen der Fall war, und eliminiert weiterhin die damit verbundenen Montage-Arbeiten. The unitary construction eliminates the need for two core halves as was cores or other core shapes the case with previous E-shaped, and further eliminates the associated assembly work.

Die einzigartige Leiterwicklung der vorliegenden Erfindung erlaubt einen Hochstrom-Betrieb und optimiert weiterhin die magnetischen Parameter unter Beibehaltung der Grundfläche des Induktors. The unique conductor winding of the present invention allows for high current operation and also optimizes magnetic parameters while maintaining the footprint of the inductor.

Der Herstellungsprozeß der vorliegenden Erfindung stellt eine kostengünstige Hochleistungs-Anordnung bereit, ohne die Abhängigkeit von teuren, eng-tolerierten Kernmaterialien und speziellen Wicklungstechniken. The manufacturing process of the present invention provides an inexpensive high-assembly without the dependence on expensive, tight-tolerance core materials and special winding techniques.

Das magnetische Kernmaterial besitzt einen hohen Widerstand (mehr als 3 × 10 6 Ohm), wodurch der Induktor so, wie er hergestellt wurde, eingesetzt werden kann, ohne einen leitfähigen Pfad zwischen den Oberflächen-Anschlüssen. The magnetic core material has a high resistance (more than 3 x 10 6 ohm), whereby the inductor can be as it was prepared, used without a conductive path between the surfaces of terminals. Das magnetische Material ermöglicht weiterhin einen effizienten Betrieb bis zu einer Frequenz von 1 MHz. The magnetic material also allows efficient operation up to a frequency of 1 MHz. Die Induktor-Anordnung erzielt ein geringes Verhältnis von DC-Widerstand (ohm'scher Widerstand) zu Induktivität mit einem Betrag von zwei Milliohm pro Mikrohenry, entsprechend 2 × 10 -3 OhmH -1 . The inductor arrangement achieves a low ratio of DC resistance (ohmic resistance) to inductor with an amount of two milliohms per microhenries, corresponding to 2 x 10 -3 OhmH -1. Ein Verhältnis von 5 (Milliohm pro Mikrohenry) oder weniger wird dabei bereits als sehr gut erachtet. A ratio of 5 (milliohms per micro Henry) or less process is already considered very good.

Die Fig. 6 und 7 zeigen eine modifizierte Form des Induktors, der mit 88 bezeichnet ist. FIGS. 6 and 7 show a modified form of the inductor, which is designated by 88. Der Induktor 88 wird durch die Draht-Spule 90 gebildet, die einen runden Querschnitt aufweist. The inductor 88 is formed by the wire coil 90 having a circular cross section. Die Spule 90 weist ein erstes Spulenende 92 und ein zweites Spulenende 94 auf. The coil 90 has a first coil end 92 and a second coil end 94th Ein Leitungsrahmen 96 weist eine erste Leitung 98 und eine zweite Leitung 100 auf, die erste und zweite Leitungsenden 102 , 104 besitzen. A lead frame 96 has a first line 98 and a second line 100, the first and second conduit ends 102, have 104th

Das Montage-Verfahren des Bauelementes 90 ist verschieden von dem des Bauelementes 10 , welches in den Fig. 1 bis 5 gezeigt ist. The mounting method of the device 90 is different from that of the component 10, which is shown in FIGS. 1 to 5. Beim Bauelement 90 wird zunächst die Spule gewickelt und während des Wickelns wärme-gebondet. When device 90, the coil is first wound and heat-bonded during winding. Dann werden die Spulenenden 92 , 94 jeweils an die Leitungsenden 102 , 104 geschweißt. Then, the coil ends 92 are welded 94 to each of the cable ends 102, 104th Das gemischte pulverförmige Material wird dann eingesetzt und der Druck- Form-Prozeß wird in der gleichen Weise durchgeführt wie zuvor beschrieben. The blended powdery material is then inserted and the pressure molding process is carried out in the same manner as described above. Abschließend werden die Leitungen 98 , 100 abgeschnitten und nach unten unter die Bodenfläche des Bauelementes 10 gebogen. Finally, the lines 98, cut 100 and bent downwardly below the bottom surface of the component 10th

Die Position der Leitungen 98 , 100 kann verändert werden, ohne von der vorliegenden Erfindung abzuweichen. The position of the conduits 98, 100 may be varied without departing from the present invention. Weiterhin ist es möglich, mehr als eine Spule in dem geformten Teil einzusetzen. Furthermore, it is possible to use more than one coil in the molded part. Beispielsweise wäre es möglich, zwei oder mehr Spulen 24 innerhalb des geformten Körpers 10 einzusetzen oder zwei oder mehr Spulen 90 innerhalb des Körpers 88 einzusetzen. For example, it would be possible to use two or more coils 24 within the shaped body 10 or to use two or more coils 90 within the body 88th

Claims (6)

1. Hochstrom-Induktor ( 10 , 88 ) (IHLP) mit geringer Bauhöhe, der eine oder mehrere Drahtspulen ( 24 , 90 ) aufweist, von denen jede erste ( 26 , 92 ) und zweite ( 28 , 104 ) Spulenenden aufweist, wobei 1. High-current inductor (10, 88) (IHLP) of low height, the one or more wire coils (24, 90), each first (26, 92) and second (28, 104) has coil ends, wherein
ein magnetisches Material einen Induktor-Körper ( 14 , 88 ) bildet, a magnetic material an inductor body (14, 88) forms,
jede der ersten Spulenenden innerhalb des Spulen-Körpers mit einer ersten Leitung ( 34 , 102 ) verbunden ist, each of the first coil ends is connected within the coil body to a first conduit (34, 102),
jede der zweiten Spulenenden innerhalb des Spulen- Körpers mit einer zweiten Leitung ( 38 , 104 ) verbunden ist, und each of the second coil ends inside the coil body to a second conduit (38, 104) is connected, and
die ersten und zweiten Leitungen sich durch das magnetische Material des Induktor-Körpers nach außerhalb des Induktor-Körpers erstrecken, the first and second conduits extend through the magnetic material of the inductor body to outside of the inductor body,
dadurch gekennzeichnet , daß characterized in that
das magnetische Material die eine oder mehreren Drahtspulen vollständig umgibt, the magnetic material is the one or more wire coils completely surrounds,
das magnetische Material eine Mischung aus einem ersten pulverförmigen Eisen-Material und einem zweiten Eisen- Material aufweist, wobei die beiden Eisen-Materialien unterschiedliche elektrische Eigenschaften besitzen, und the magnetic material comprises a mixture of a first powdery iron material and a second iron material, wherein the two ferrous materials have different electrical properties, and
die Mischung aus dem ersten und zweiten Eisen-Material um die Drahtspulen herum zusammengepreßt ist. the mixture of the first and second iron material around the wire coils around is compressed.
2. Hochstrom-Induktor gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch 2. High-current inductor according to claim 1, characterized by
eine Vielzahl von Spulenwindungen ( 30 , 90 ), wobei a plurality of coil windings (30, 90),
die Spulenwindungen mit einem Verbindungsmaterial beschichtet sind, welches die Windungen mechanisch miteinander verbindet. the coil windings are coated with a bonding material connecting the windings to each other mechanically.
3. Hochstrom-Induktor gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Spule aus einem Flachdraht mit einem rechteckförmigen Querschnitt besteht. 3. High-current inductor according to claim 1, characterized in that the coil consists of a flat wire with a rectangular cross-section.
4. Hochstrom-Induktor gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Spule ( 90 ) einen runden Querschnitt aufweist. 4. High-current inductor according to claim 1, characterized in that the coil (90) has a round cross-section.
5. Verfahren zur Herstellung eines Hochstrom-Induktors mit geringer Bauhöhe gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch den Schritt: Druck-Formen des pulverförmigen magnetischen Materials vollständig um die Spule herum, um den Induktor-Körper zu bilden. 5. A method for producing a high current low profile inductor according to claim 1, characterized by the step of: pressure-molding the powdered magnetic material completely around the coil to form the inductor body.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, daß das erste und zweite pulverförmige Eisen-Material bei einem Druck von 232,5 × 10 6 Pa bis 310 × 10 6 Pa, zusammengepreßt werden. 6. The method according to claim 5, characterized in that the first and second powdered iron material are pressed together at a pressure of 232.5 x 10 6 Pa to 310 x 10 6 Pa.
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